Назначение, конструктивная схема

Автоматы предназначены для проведения тока в нормальных режимах, редких включений и отключений, вручную или дистанционно, номинальных токов электрических нагрузок, а также автоматического отключения (защиты) электрической сети или отдельного электроприёмника при перегрузках, коротких замыканиях, понижении напряжения и других аномальных режимах. Это основной защитный аппарат в сетях с напряжением до 660 В.

На рис. 75 приведена упрощенная конструктивная схема универсального автомата переменного тока с комбинированным расцепителем (электромагнитный и тепловой). Автомат показан во включенном состоянии, отключающая пружина 3 взведена и стремится под действием силы пружины F 1 разомкнуть контакты 2, 12. Этому препятствует механизм свободного расцепления 4 и защелка 10. Система рычагов 4 в реальных автоматах имеет более сложное устройство. Во включенном состоянии между подвижным контактом 2 и неподвижным 12 действует сила прижима F 2 за счёт сжатой контактной пружины 11. В нормальном режиме, когда сила тока не больше номинального, ток нагрузки I _Н протекает последовательно от неподвижных контактов 12 к подвижным контактам 2, через гибкий токоподвод, затем через нагревательный элемент теплового расцепителя 9 и через катушку электромагнитного расцепителя 8. Включение автомата произведено вручную поворотом рукоятки 5 по ходу часовой стрелки. В некоторых типах автоматов имеется электромагнит дистанционного включения 6. На рисунке показана одна фаза контактной системы. В трехфазном автомате три группы контактов и столько же тепловых и электромагнитных расцепителей, воздействующих на общую планку и общий механизм свободного расцепления 4. Если сила тока не превышает номинального значения, то усилия втягивания электромагнита 8 недостаточно, и он не воздействует на механизм свободного расцепления. Электромагнит втягивается только при больших токах отсечки равных

I _ОТС=(3…11) I _Н.

При токе, не превышающем номинальное значение, нагревательный элемент нагревает биметаллическую пластину 9, которая изгибается и выбирает зазор до касания с общей планкой и не воздействует на механизм свободного расцепления. Биметаллическая пластина состоит из двух сваренных металлических пластин с разными коэффициентами линейного расширения.

Если в защищаемой цепи произойдёт КЗ или сила тока превышает ток отсечки I _ОТС, электромагнитный расцепитель воздействует на механизм свободного расцепления 4, рычаги складываются в шарнирах вверх и выбивают защёлку 10. Под действием пружины 3 подвижная часть переходит в крайнее левое положение, главные контакты 2, 12 размыкаются, между ними загорается дуга, которая гасится в дугогасительной камере 1.

Если в цепи произойдёт длительная перегрузка и сила тока превышает номинальное значение, то нагревательный элемент нагреет биметаллическую пластину 9 до более высокой температуры и её величины изгиба будет достаточно для воздействия на механизм свободного расцепления и отключения автомата. Чем больше сила тока, тем быстрее нагревается пластина и меньше время отключения автомата.

Кроме того, на рис. 75 показан электромагнит дистанционного отключения 7, который применяется у некоторых типов автоматов. Основным недостатком

тепловых расцепителей является их деформация с течением времени и снижение точности срабатывания.

Дугогасительное устройство должно обеспечивать гашение дуги в малом объёме при отключении номинальных и больших токов короткого замыкания. Широкое распространение в автоматах переменного тока получили дугогасительные камеры типа «дугогасительная решётка», которая состоит из нескольких металлических пластин. С их помощью происходит разделение дуги на ряд последовательно соединенных коротких дуг, что улучшает охлаждение, снижает напряжение в столбе дуги и способствует гашению дуги. Для ограничения выброса пламени и ионизированных газов наружу в верхней части автоматов с большими номинальными токами устанавливается пламягасительная решетка. В автоматах со значительными номинальными токами и с большой отключающей способностью для втягивания дуги в дугогасительную камеру применяют дополнительное магнитное и воздушное дутьё.

Основными параметрами автоматов являются: номинальное напряжение U _НА, номинальный ток автомата I _НА, номинальный ток расцепителя I _НР, кратность тока отсечки k _ОТС, предельная коммутационная способность I _ПКС, собственное и полное время отключения и др.